DE1758120A1

DE1758120A1 - Verfahren zur Herstellung von Kupferlegierungen hoher Leitfaehigkeit und Festigkeit

Info

Publication number: DE1758120A1
Application number: DE19681758120
Authority: DE
Inventors: Mclain Charles D
Original assignee: Olin Corp
Current assignee: Olin Corp
Priority date: 1967-06-26
Filing date: 1968-04-05
Publication date: 1972-04-27
Also published as: DE1758120B2; SE343605B; CH529220A; DE1783163A1; DE1783164A1; GB1225283A; JPS5220404B1; SE380293B; GB1225284A; GB1225285A; GB1225282A; BE717177A; JPS5514134B1; SE372041B; JPS549129B1; DE1758120C3; FR1570994A; JPS5514133B1; JPS5514132B1; US3522112A

Description

DR. ELISABETH JUNG₁ DR. VOLKER VOSSIUS. DIPL.-ING. GERHARD COLDEWEY PATENTANWÄLTE 1758170

• MÖNCHEN 23 ■ Sf EG ESSTR AS 8E 26 · TELEFON 3410 67 · TELEGRAMM-ADRESSE: INVEN T/MÖNCHEN

uZ : D 027 (sp/To/ki)

USSN 648 -/42

OLj If MATH!SSON CHEMICAL C V«w Hewn, Connectlout, V.St.A.

"Verfahren zur Herstellung von Kupferlegierungen hoher Leitfähigkeit und Festigkeit"

Priorität: 26. Juni 1967, V.St.A, Anmelde-Nr«.: 648 742

Bekanntlich ist Kupfer ein ausgezeichneter elektrischer Leiter. Pur viele Anwendungsgebiete hat es ,Jedoch eine unzureichende Festigkeit. Bekanntlich kam. man die Festigkeit von Kupfer erhöhen, indem man kleine Mengen verschiedener Elemente zusetzt. Während dies die Festigkeit wirksam erhöht, wird die elektrische Leitfähigkeit von Kupfer oft beachtlieh herabgesetzt. Da für viele Anwendungsgebiete eine hoha Leitfähigkeit verbunden mit erhöhter Festigkeit sehr erwünscht ist, ist die Erzielung einer optimalen Kombination der Eigenschaften von hoher Festigkeit und hoher Leitfähigkeit si.'it Xengem Gegenstand von umfassenden Untersuchungen gewesen.

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Aue der ÜSA-Patentschrift 3 059 867 sind 1-upferlegieru.agcn mit hoher elektrischer IACS-Leitfähigkeit (International Standard for Annealed Copper) und Zugfestigkeit bekannt. Diese legierungen enthalten 2,0 bis 3,0 # Elsen, höchstens 0,04 # Phosphor, Rest Kupfer. Legierungen der bevorzugten Zusammensetzung können ein· IACS-Leitfähigkeit von etwa 70 £ und gleichzeitig eine Zugfeetigkeit von 3515 kg/sm aufweisen· Diese Legierungen werden vorzugsweise zu Knüppeln Ulieher Grosse gegossen und auf übliche Stärken heruntergewalztο Bereits durch Warmformgeoung lässt eich das Eisen im Kupfer lösen. Nach der Warmformgebung kann nan den Knüppel einer Lösungsglühbehandlung unterwerfen. Hierauf kann man die Legierung zur Erhöhung ihrer elektrischen Leitfähigkeit 1 ei niedrigerer Temperatur glühen. Schliesslich wird dia. Legierung zur Endstärke kalt gewalzt oder kalt gezogen.

Die Erfindung bezweckt es, ein Verfahren zur Herstellung ?on neuen, verbesserten, eisenhaltigen Kupferlegierungen zur Verfügung zu stellen:, die si oh auch in Gegenwart geringer feigen an Verunreinigungen bei gleichzeitiger Beibehaltung von anderen erwünschten Eigenschaften durch eine hohe elektrische Leitfähigkeit und gleichzeitig hohe Festigkeit auszeichnen, die sich auf einfaohe Weise herstellen lassen, leicht in der Verarbeitung

Legierungen ver- und der Handhabung sind. Das Verfahren bietet die MOgllohkelt,/ schiedene Festigkelten aufgrund verschiedener GlUhbehanllung «u erhalten.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung derartiger Kupferlegierungen, das daduroh gekennzeichnet ist, dass

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BAD ORIGINAL

K-an eine Legierung, die 1 bis 3*5 $ Eisen, Heat Kupfer ori übliche Verunreinigungen enthält_f bei einer Metalltemperatur von 80O⁰C bis 1050⁰C, vorzugsweise von 875 bis 975°C warmwalzt, hierauf mit mindestens 30 $ und vorzugsweise mindestens 50 # Stärkenveriuinderung kaltwalet, mindestens 30 Minuten einer Glühbehandlung bei einer Metalltemperatur von 400 bis 55O⁰O unterwirft;, mit mindestens 30 # Stärkenverminderung kaltwalzt und mindestens ' Sekunden bei einer Metalltemperatur von 430 bis 55O⁰C gltihv-.

Durch das erfindungsgemässe Verfahren wird eine unerwartete Kombination von hoher Festigkeit und hoher elektrischer Leitfähigkeit erzielt« Es lassen sich näolich IACS Leitfähigkeitswerte von mindestens 70 $ und zwischen 75 und 82 # leicht erhalten· Dabei sind die Glüheigenschaften vorhersagbar ausgezeichnet, und es besteht die Möglichkeit, unterschiedliche Festigkeiten zu erzielen« Unabhängig von der Möglichkeit, die Festigkeitswerte der Legierung zu steuern^ist es möglich» IACS~Leitfähigkeitswerte bis zu 82 # zu erhaltene Ausserdem nehmen die Legierungen hohe Anlassfestigkeiten in gewalztem Zustand an. Die hohe elektrische Leitfähigkeit der Legierungen ist begleitet von ausgezeichneten Zugfestigkeitseigenschaften in geglühtem Zustand :.n der Grössenordnung von etwa 4570 kg/cm^r und höher. lie Festigkeit und physikalischen Eigenschaften der Legierungen variieren nur unwesentlich bei geringem Gehalt an Verunreinigungen, Weiterhin widerstehen die Legierungen dem Erweichen beim Löten bei zwischen 370 und 4?.7^cCo

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UIe Art dee Gusses der Legierung der Erfindung ist nicht ossonders kritisch, es können herkömmliche Gießmethoden für dls Legierungen angewendet werden, jedoch sollen höhere Temporatüren angewendet werden, um das Elsen in Lösung zu bringen« Vorzugs* weise wird die Legierung zu Knüppeln üblicher Grösae gegossen, die anschliessend der Warmformgebung unterworfen werden.

Ale Legierung wird gemäss der Erfindung, wie bereits ecwaünt, jede Kupferlegierung verwendet, die 1 bis 3,5 % Eisen, vorzugsweise 1,5 bis 2,9 $> Eisen, und vorzugsweise bestimmte weitere Zusätze enthält. So kann man im erfindungsgemässen Verfahren beispielsweise leicht eine Legierung verwenden, die ein oder mehrere der folgenden Elemente enthält; 0,01 bis 0,5 $> Silicium, 0,01 bis 0,5 # Phosphor und 0,01 bis 0,5 $ Zink. Ausserdem können geringe Mengen von einem oder mehreren weiteren Zusätzen verwendet werden, B.B. 0,01 bis 0,5 $> Hangan, Zinn, Aluminium, Nickel, Calcium, Titan, Chrom, Wolfram und Vanadium. Geringe Mengen an Verunreinigungen können geduldet werden. Prozentangaben bedeuten Gewichtsprozente.

In der vorliegenden Beschreibung werden die Begriffe walzen" und "Kaltwalzen" verwendet, da dieee die bevorzugten Verfahrensweisen sind. Es soll jedoch beachtet werden, dees auch andere Warm- oder Kaltformgebungen angewendet werden kOnnun, wie Schmieden, Strangpressen von Knüppeln für nahtlose Rohre oder Drähte.

Naoh dem Giessen werden die Legierungen bei erhöhter Tsmperatur

warmgewalzt, Die Temperatur beim Warmwalzen kann von 83C tie

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ORIGINAL

.1050 C variieren, d„hu das Material kann innerhalb des genannten Temperaturbereiches in das Warmwalzgerüsi; eingeführt worden. Die Vfarmwalzbearbeitungstemperaturen sind nicht besonders kritisch. Das Warmwalzen wird vorzugsweise bei Temperaturen zwischen 875 und 975°C durchgeführt.

Eine Behandlung im Bereich von 800 bis 1050⁰C ist erforderlich, um eine optimale elektrische Leitfähigkeit zu erzielen., Die Behandlung bei der hohen Temperatur kann mit dem Warmwalzen kombiniert werden, gegebenenfalls kann sie jedoch auch vor oder nach dem Warmwalzen aber jedenfalls vor dem Kaltwalzen und Glühen erfolgen. Die Lösungsbehandlung bei hoher Temperatur er~ möglicht eine niedrigere Warmwalztemperatur, vorausgesetzt, dass anschliessend eine Behandlung im Bereich von 800 bis 1050°C erfolgt. Dementsprechend wird das Material vor dem Walzen vorzugsweise einer Haltezeit von mindestens 5 Minuten und vorzugsweise zehn Minuten oder langer bei hoher Temperatur, d.h. bei 800 bis 1050⁰C und vorzugsweise 875 bis 975°C unterworfen. Man kann gegebenenfalls auch diese hohe Temperaturhaltestufe mit der Warmwalzstufe kombinieren oder die hohe Temperaturhaltestufe anschliessend an das Warmwalzen durchführen.

Die Stärkenverminderung in der Warmwalzstufe ist nicht sehr kritisch; sie ist davon abhängig, welche Dicken das Material haben soll.

Nach der Wafmwalz- und Haltestufe bei der hohen Temperatur wird das Material auf eine Halteteniperatur zwischen 400 und 55O⁰C abgekühlt und bei dieser Temperatur miriäeetere 30 Minuten gahul-

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ten, Die Abkühlungsmethode auf die Halteteinperatur ist nicht kritisch, aber na2h der Haltezeit wird das Material Vorzugs** v/eise langsam abgekühlt. Das Material soll bei einer Geschwindigkeit Ton unter 200° pro Stunde auf eine Temperatur von mindestens 35O⁰C und vorzugsweise bei einer Geschwindigkeit Ton unter 75° pro Stunde und optimal unter 20° pro Stunde langes« abgekühlt werden.

Nach Haltezeiten bei Temperaturen unter 35C⁰C sind regulierte Abkühlungsgeschwindigkeiten nicht besonders kritisch» Obgleich die Haltestufe nicht unbedingt erforderlich ist, führt sie zu einer gewissen Verbesserung der endgültigen Eigenschaften· Venn das Material, wie aufgeführt, einer Haltezeit unterworfen wird, ν erden verlssserte Ergebnisse schon mit einem Kaltwalz·» und Glühzyklus erzielt« Überraschend ist dabei/ dass dadurch das Glühen vermieden wird und gute Eigenschaften beim Kaltwalzen bis zur endgültigen Sicke erzielt werden. Beispielsweise entwickelt eine auf herkömmliche Art warmgewalzte, mit Wasser abgekühlte Legierung, kaltgewalzt mit 90 i» Stärkenverminderung, eine Zugfestigkeit von etwa 5 625 kg/cm² und eine IACS-Leitfähigkeit von etwa 25 $>, während man mit einer Haltestufe nach dem Warmwalzen gemäse der vorstehend beschriebenen Methode und Kaltwaisen mit 90 i» Stärkenverminderung eine Zugfestigkeit von etwa 5 625 kg/cm² und eine IACS-Leitfähigkeit von etwa 65 5* erzielen kann.

Das Material wird dann kaltgewalzt und ansohliessend bei niedriger Temperatur geglüht. Erfiiidungsgemäss werden zwei

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⁸AD ORIGINAL

Kaltwalz- und Glühzyklen und vorzugsweise drei Zyklen zur Entwicklung von optimaler Leitfähigkeit verwendet. Das heiast, dass das Material nach der Lösungsglühbehandlung oder dem Warnwalzen kaltgewalzt, geglüht, kaltgewalzt und geglüht wird, vorzugsweise in einem zusätzlichen Kaltwalz- und Glühzyklus· Zusätzliche Zyklen können angewendet werden. Im allgemeinen sind nicht mehr als vier (4) Zyklen von Kaltwalzen und Glühen notwendig.

Die' Glühstufen sollen im Temperaturbereich von 400 bis 55O⁰C liegen, vorzugsweise von 440 bis 52O⁰C_? und die Stärkenverminderung soll bei ;)eder Kaltwalzstufe mindestens 30 $> und vo:e« zugsweise mindestens 50 # betragen. Die bevorzugten Glühteraperaturen sind die folgenden« Bei der ersten GlühbehancUung wird vorzugsweise eine temperatur von 4TO bis 510 C_: bei der zweiten Glühbehandlung eine Temperatur von vorzugsweise 400 bis 500⁰C und bei der letzten Glühbehandlung wird vorzugsweise ein Temperaturbereich von 400 bis 500°C verwendet. Die Zugfestigkeitseigenschaften nach dem Glühen können auf Werte von etwa

ο
2 812 bis 4 922 kg/cm innerhalb dieser Temperaturbereiche für die letzten Glühstufen eingestellt werden.

Will man nach dem Fertigglühen eine Kaltwalzstufe mit Stärkeverminderung anwenden, dann soll Kaltwalzen mit vorzugsweise höchstens 60 # Stärkeverminderung verwendet werden, d.h Stärke* Verminderungen über 70 ?£ haben eine geringe Herabsetzung der elektrischen Leitfähigkeit nach dem Fertigglühen zur Folge., Die Glühzelt eoll bei der ersten Glühbehandlung mindestens 30 Minuten betragen., vorzugsweise mindestens 3 Stunden und aus

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wirtschaftlichen Gründen vorzugsweise höchstens 8 Stürden. Jo länger die Glühzeit ist, umso höhere Werte erhält man IfUr dlo elektrische Leitfähigkeit. Jedoch ist die Verbesserung der Leitfähigkeit bei sehr langen Haltezeiten nur gering. lin Dauer» glühen von 24 bis 48 Stunden bewirkt nur eine geringe» wenn auch messbare Verbesserung der elektrischen Leitfähigkeit |;f»genttbi»r einem Glühen von 6 bis 8 Stunden« Somit werden es wirtschaftliche Gründe 3ein, die die optimale Glühzeit bestirnter-

PUr weitere Glühvorgänge kann man Bandmaterial im Verfuhren glühen und/oder als Fertigglühbehandlung anwenden; d.h.nachfolgende GrlUhbehandlungen können mindestens 5 Sekunden bei einer Metalltemperatur von 400 bis 55O⁰C dauern. Jedoch verwendet man aur Erzielung von bevorzugten elektrischen Leitfähigkeitseigenschaften für das PertigglUhen vorzugsweise längere Haltezeiten, vorsage t/eise für alle weiteren Glühvorgänge_P z.B. ein Glühen in BoIl-Ofen von mindestens 30 Minuten und vorzugsweise wenigsten» 3 Stunden.

Man kann auch Bandmaterial vor dem Fertigglühen glühen, d.h. mindestens 5 Sekunden bei 400 bis 80O⁰C. In diesem Fall soll,, wie bereits beschrieben, das Perkigglühen im Bell—Ofen mindestens 30 Minuten bei 400 bis 60O⁰C durchgeführt werden.

Die Abkühlgeechwindigkeit vcm Glühen bei niedriger Temperatur soll höchstens 200° pro Stunde bis mindestens 375°C betragen voraußsweise unter 15° pro Stunde liegen und optimal htichntens Z0°( pro Stunde bis 350°C betragen, uia optimale ejektiisohe

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Leitfähigkeit zu erreichen. Unter 35O⁰C ist die Abkühlgeschwindigkeit nicht kritisch· Aueserden hat es sich als sehr vorteilhaft erwiesen., anschliessend an die Glühbehandlung bei niedriger Temperatur langsam auf die genannte Weise abzukühlen, inabesondere mit einem Kaltwalz- und GlUhzyk3.ua. Wenn das Bauerglühen und die langsama Abkühlgeschwindigkeit nur bei einer Glühbehandlurg eines mehrgängigen Glühvorganges gesteuert werden kann» reguliert man am besten das letzte Glühen- um eine optimale elektrische Leitfähigkeit zu erreichen.

In einer εlternativen Verfahrensweise umfasst die vorliegende Erfindung eine verbesserte Wärmebehandlung, um eine hohe elektrische Leitfähigkeit bei Giefllingen zu erzielen. Gemäße dieser Verfahrensweise kann das Giessen oder Schmieden wie folgt erfolgen:

(A) eine Kupferlegierung, die 1 bis 3,5 # Eisen enthält, Rest Kupfer und übliche Verunreinigungen wird

(B) mindestens 10 Minuten bei einer Metalltemperatur von 800 bis 1050⁰C gehalten und

(C) hierauf einer Haltezeit von mindestens 30 Minuten bei einer Metalltemperatur von 400 bie 55O⁰C ausgesetzt,

Die vorhergehenden Stufen werden wie oben bescnrieben ausgeführt. Beachtenswert ist, dass nach Stufe (B) das Material sofort in einen Ofen gegeben wird und einer Haltezeit bei der in (C) angegebenen Metalltemperatur unterworfen wird. Die nachfol gende Abkühltesohwindigkeiten sind nicht kritisch-

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Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung. Beispiel 1

Legierungen wurden auf folgende Weise hergestellt· Sehr reines Kupfer und sehr reines Bisen wurden miteinander in einen Hiederfrequenz-Induktionsofen unter einer Holzkohlenschicht bei etwa 1200⁰C verschmolzen. Etwa 10 f> der Kupferbeschickung wurden zurückgehalten, und die Schmelze wurde auf etwa 130O⁰C geringfügig überhitzt, um das Eisen in Lösung zu bringen. Sehr reine Legierungszusätze wurden zugegeben, sobald die Schmelze ein· Temperatur von etwa 1300⁰C aufwies. Danach wurde der Rest den Kupfers zugeschlagen und die Schmelze auf die Giessteitperatur ▼on etwa 1200⁰C gebracht. Hierauf wurde die Schmelze in eine wassergekühlte Kokille mit den Abmessungen 73 x 12,7 x 244 in einer Giessgeschwindigkeit von 54»1 cm/Hin, gegossen. Die auf diese Weise erhaltenen Legierungen hatten folgende Zueae setzung.

Tabelle I Legierung Pe P Si Zn Cu

1 2,3 t 0,021 jt 0,13 + 0,08 Jt Rest

2 2,3 5t 0,03 3t -- . Hirt

Beispiel 2

Die gemäss Beispiel 1 hergestellten Legierungen 1, 2 und 3 wurden fol_f;endermassen verarbeitet. Die Legierungen wurden in 11 Stichen bei 900 bis 940⁰C auf 9 mm heruntergewalzt und danach mit einem Wasserspray auf Raumtemperatur abgeschreckt.

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AnechlieBsend wurde das Material auf 7,6 mm gewalzt und auf 2,5 mm kaltgewalzt, 1 bis 4 Stunden bei 480 bis 600°C int Beil-Ofen geglüht, auf 1,27 mm kaltgewalzt, 1 bis 3 Stunden im Bellofen auf 460 bis 480⁰C geglüht, auf 0,635 mm kaltgewalzt und bis 3 Stunden im BeIl-Ofen bei 440 bis 480⁰C geglüht.

Anschliessend wurden die Legierungen auf ihre physikalischen Eigenschaften untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle II zusamir angestellt s

Tabelle II

Legie rung	Streckfestig« Zugfe stigkeit„ keit; kg/cm kg/cm	3	Dehnung >	IACS-Leitfähig- keit, 56
1	1891 kg/cm² 3765 kg/cm²	27	81,2
2	1617 " 3522 "	27_f5	73,5
3	1898 ^w 4183 "	24	73,9
Beispiel

In diesem Beispiel wurden 3 Legierungen gemäss Beispiel 1 hergestellt· Die Legierungen hatten folgende Zusammensetzung:

Tabelle III

Legierung Fe Si P Ag 0 Cu

4 2,4 56 0,12 56 - - Rest

5 2_Γ4 56 - 0,02 i> - - Rest

6 - - - 0,06 * 0,04 I» Reat (bekannte

Legierung )

Die Legierungen wurden dann gemäsa Beispiel 2 verarbeitet, wobei eine zusätzliche Kaltwalzatufe durchgeführt wurde, um die

zu erhöhen. Ansch?.iessend wurden die

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BAD

Legierungen folgendermaesen auf die Erweichungstemperatur geprüft. Die Legierungen wurden bei Temperaturen von 316, 371 und 427⁰C während 3 bis 4 Minuten in ein Salzbad getaucht. Danach wurden die Hockwell 151 Härte, die Streckfestigkeit und Zugfestigkeit der Proben bestimmt. Die Ergebnisse sind in Figur 1 und 2 wiedergegeben. In Figur 1 ist die Rockwell 15T Härte gegen die Temperatur und in Figur 2 die Festigkeit gegen die Temperatur aufgetragen· Die ausgezogenen Linien geben die Werte nach 3-minütiger Tauchzeit in das Salzbad und die gestrichelten Linien die Werte nach 4-minütiger Tauchzeit wieder. Aus den Figuren geht hervor, dass die eisenhaltigen Legierungen und 5 verbesserte Eigenschaften annehmen gegenüber der bekannten Legierung 6, wenn sie erfindungegemäss verarbeitet werden.

Beispiel 4

In diesem Beispiel wurden 5 Legierungen gemäse Beispiel 1 hergestellt. Die Legierungen hatten folgende Zusammensetzung:

	P	56	2	Tabelle	IV	56	0,	Zn	56	Cu
Legierung	0,021	36	2	Fe	S:'	56		08		Rest
7	0,014	56	2	,3 56 0	,13		0,	»	*	Rest
8	0,045	56	2	*,4 0**	,09		0,	12	*	Rest
9	0,022	56	2	,4 *	-			10		Rest
10	0,025		,1 *	...					Rest
11			,4 56	_.

Die Legierungen wurden folgendermaesen verarbeitet. 12,7 cm dicke Knüppel wurden bei 925°C auf 8,89 mm warmgewalzt. Nach dem letzten Warmwalzgang wurden die Legierungen 7, 9 und 11 mit Was oer auf Raumtemperatur abgescnreokt_r während die legierungsä 8

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und 10 bei einer Geschwindigkeit von etwa 75 C pro Stunde langsam auf etwa 200⁰C abgekühlt wurden. Die Legierungen wurden auf 7,62 nun gewalzt, hierauf auf 2,54 ma kaltgewalzt, 2 Stunuen bei 490⁰C geglüht, auf 1,27 mm kaltgewalzt, 2 Stunden bei 440⁰C geglüht, dann auf 0,635 mm kaltgewalzt und weitere 2 Stunden bei 440⁰C geglüht.

Nach jeder Glühstufe wurde die Zugfestigkeit und elektrische Leitfähigkeit der Legierung bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 7 zusamme!gestellt:

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.

ΉΉ

φ α>

CQ-H

M «Η

σ>

«Φ VD KN

•Ρ W 4» -H CM_-τΗ +» · β β-V» O

O KS in

ω t- t-

CSi

· W) -P +» Ö -H-H

ν φ

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CM VO 00

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c- in os

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ω η m Cu

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cm co

CM

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KN

φ φ

σ* vo

vo rr· vo

KS Os

H OS

Γ- VO

K\ KN

vO CM

CM H CM

KS Γ- CO

00 O KS

K\ * ΙΛ

CO Os O H H H

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Beispiel 5

In diesem Beispiel wurde eine Legierung Nr.. 12 gemäss Beispiel 1 hergestellt, Die Legierung hatte folgende Zusammensetzung: Eisen 2,3 #, Phosphor 0,026 #, Zink 0,10 $6, Rest Cu und übliche Verunreinigungen. Zwei 12,7 cm dicke Knüppel wurden folgendermassen verarbeitet: beide Knüppel A und B wurden bei einer Temperatur von etwa 940⁰C auf etwa 8,89 mm warmgewalzt. Die Probe A wurde unmittelbar nach dem letzten WarrawalζVorgang mit einem Was8erspray auf Raumtemperatur abgeschreokt und anschliessend mit 90 56 Stärkenverminderung kaltgewalzt. Die Probe B wurde erfindungsgemäss von der Warmwalztemperatur auf 500⁰C abgekühlt, einer Haltezeit von 30 Minuten unterworfen, mit einer Geschwindigkeit von etwa 75°C pro Stunde langsam auf etwa 200⁰C abgekühlt und anschliessend mit 90 $> Stärkenverminderung kaltgewalzt« Dabei ergaben sich die folgenden Eigenschaften:

Tabelle Yl

Knüppel Zugfestigkeit, IACS-Leitfähigkeit,

kg/cm g

A 5660 28

B 5625 65

Beispiel 6

Eine Legierung wurde gemäss Beispiel 1 hergestellt? deren Zusammensetzung der Legierung 3 entspricht. Das Material wurde dann auf eine Temperatur zwischen 850 und 975⁰C erhitzt und 30 Hinuten auf dieser Temperatur gehalten. Danach wurde das Material in einen zweiten Ofen gegeben und drei (3) Stunden auf einer Temperatur zwiujhon 425 und 55O⁰C gehalten. Das Material wurde ansohiieooend mit Luft auf Raumtemperatur abgekühlt. Es hatte

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die folgenden Eigenschaften:

Tabelle VII

Zugfestigkeit, Streckfestigkeit, lACS-Leltfähigkeit, Dehnung, kg/cm kg/cm # f>

1230 3290 63,6 32,0

Beispiel 7

Zwei Legierungen wurden gemäss Beispiel 1 mit folgender Zusammensetzung hergestellt:

Tabelle VIII

Legierung	2	Fe	*	0	P	*	Zn	36	Cu
13	2	,4		0	,03	*	0,12	*	508t
14	,4		,03	0,13	3est

Beide Legierungen wurden bei etwa 940⁰C in 11 Stichen auf θ,89 mm warmgewalzt. Legierung 13 wurde dann bei einer Temperatur yon 500⁰C einer Haltezeit von 30 Minuten unterworfen; anschliessend erfolgte langsames Abkühlen auf Raumtemperatur bei einer Geschwindigkeit von höchstens 200⁰C pro Stunde. Hach dem letzten Warmwalzgang wurde Legierung 14 mit einem Wasserspray abgeschreckt. Danach würden beide Legierungen auf 1,78 mm kaltgewalzt und das Bandmaterial wurde bei einer Metalltemperatur von 485°C 10 Sekunden geglüht. Danach erfolgte schnelles Abkühlen in einem Glühofen für Bandmaterial. Die Eigenschaften der erhaltenen Legierungen sind in Tabelle IX zusammengestellt:

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Tabelle IX

Legie« Streckfestig·- Zugfestig- Dehnung, IACS-LuitfMalgrund keit· keit,« ν ,/ kg/cm^£ kg/om^ * '^b

13 1715 3761 27,5 60,6

1744 3804 27,2 3a,2

Dieses Beispiel zeigt die erhöhte Leitfähigkeit der Legierung 13» wenn sie erfindun^sgemäss einer Halteatufe bei 50O⁰C unterworfen und danach langsam abgekühlt wird.

Pat entans prüche

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Claims

- 18 -Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Kupferlegierungen hoher Leitfähigkeit und Festigkeit, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Legierung, die 1 bis 3,5 # Eisen, Rest Kupfer und übliche Verunreinigungen enthält, entweder

a) bei einer Metalltemperatur von 800 bis 1050⁰C warmbearbeitet,

b) hierauf mit mindestens 30 i» Stärkenverminderung kaltbearbeite^,

c) mindestens 30 Minuten bei einer Metalltemperatür von bis 55O⁰C glüht,

d) hierauf mit mindestens 30 # Stärkenverminderung kaltbearbeitet und

e) schließlich mindestens 5 Sekunden bei einer Metalltemperatur von 400 bis 550° C glüht, oder

II a) bei einer Metalltemperatur von 800 bis 105O⁰C warmbear

beitet,

b) hierauf mindestens 30 Minuten bei einer Metalltemperatur von 400 bis 55O⁰C hält,

c) anschlieseend mit mindestens 30 # Stärkenverminderung kaltbearbeitet und

d) schließlich mindestens 5 Sekunden bei einer Metalltemperatur von 4OC bis 55O⁰C glüht, oder

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III a) bei einer Metalltemperatur von 800 bis 105O⁰C varmbe-

arbeitet,

b) hierauf mit mindestens 30 $> Stärkenverminderung kaltbearbeitet,

c) mindestens 30 Minuten bei einer Metalltemperatur von 400 bis 55O⁰C glüht und

d) schließlich in einer Geschwindigkeit von weniger als 200⁰C /Stunde auf mindestens 375⁰C abkühlt, od«r

IV a) bei einer Metalltemperatur von 800 bis 105O⁰C varmbear-

beitet,

b) hierauf mindestens 30 Minuten bei einer Metalltemperatur von 400 bis 55O⁰C hält und

c) schließlich mit mindestens 30 # Stärkenvermindorung kaltbearbeitet, oder

V a) bei einer Metalltemperatur von 800 bis 1050⁰C varmbear-

beitet,

b) anschliessend mit mindestens 30 # Stärkenverminderung kaltbearbeitet,

c) dann mindestens 5 Sekunden bei einer Metalltemperatur von 400 bis 800⁰C glüht,

d) anschliessend mit mindestens 30 $> Stärkenverminderung kaltbearbeitet und

e) schließlich mindestens 30 Minuten bei einer Metalltemperatur von 400 bis 55O⁰C glüht, oder

VI a) bei einer Metalltemperatur von 800 bis 1050⁰C nindestana

10 Minuten hält und

b) hierauf mindestens 30 Minuten bei einer Metalltemperatur von 400 bis 55O⁰O hält.

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~ 20 -

2. Verfahren naoh Anspruch 1, Ausführungeform I, dadurch gekennzeichnet, dass man das Material vor der Stufe b) mindestens 10 Minuten bei einer Metalltemperatur von 800 bis 1050⁰C hält.

3. Verfahren naoh Anspruch 1, Ausführungsform I, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Legierung einsetzt, die zusätzlich 0,01 bis 0,5 # Zink, Phosphor, Silicium, Mangan, Aluminium oder Zinn oder Gemische davon enthält.

4. Verfahren naoh Anspruch 1, Aasführungsform 1, dadurch gekennzeichnet, dass man das Material naoh Stufe

a) mindestens 30 Minuten bei einer Metalltemperatur von 400 tls 55O⁰C hält.

5. Verfahren nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, dass man das Material von der Warmbearbeitung3-temperatur in einer Geschwindigkeit von weniger als 75⁰C /Stunden auf 350⁰C abkühlt.

6. Verfahren nach Anspruch 1, Ausführungsform 1, dadurch gekennzeichnet, dass man nach Stufe e) das Material nochmals kaltbearbeitet·

7. Verfahren nach Anspruch 1, Ausführungsform I, d a d u r C h gekennzeichnet, dass man das Material in samtIiehe.ι Glühstufen 1-8 Stunden glüht.

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8. Verfahren nach Anspruch 1, Ausführungsform I, d a d u r ο U gekennzei chnet, dass man das Material von der Glühtemperatur in einer Geschwindigkeit von weniger als 20O⁰C/ Stunde auf mindestens 35O⁰C abkühlt.

9. Verfahren nach Anspruch 8, daduroh gekennzeichnet, dass man das Material von der GlÜhteaperatur■ in einer Geschwindigkeit von weniger als 75°C/Stunde auf mindestens 35O⁰C abkühlt.

10. Verfahren nach Anspruch 1, Ausführungsform I, dadurch gekennzeichnet, dass man das Material in Stufe c) mindestens 3 Stunden glüht.

11. Verfahren nach Anspruch 1, Ausführungsform II, dadurch gekennzeichnet, dass man das Material in Stufe d) mindestens 3 Stunden glüht.

12. Verfahren nach Anspruch 1, Ausführungsform II, d a durch gekennzeichnet, dass man nach Stufe d) ™ das Material nochmals kaltbearbeitet.

13. Verfahren nach Anspruch I₉ Ausführungsform II, dadurch gekennzeichnet, dass man die Bearbeitungsstufen c) und d) wiederholt.

14. Verfahren nach Anspruoh 13, dadurch gekennzeichnet, dass man das Material in beiden Glühstufen mindestens 3 Stunden glüht»

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15. Verfahren nach Anspruch 1, Ausführungeform III, dadurch gekennzeichnet, dass man eine einsetzt, die zusätzlich 0,01 ~ 0,5 i* Zink, Phosphor, Mangan, Aluminium oder Zinn oder Gemische davon enthält.

16. Verfahren nach Anspruch I₁ Ausführungsform III, dadurch gekennzeichnet, dass man des Materiel in Stufe c) mindestens 3 Stunden glüht·

17. Verfahren nach Anspruch 1, Ausführungsform III, dadurch gekennzeichnet, dass man die Stufen b), c), und d) wiederholt,

18. Verfahren nach Anspruch 1, Aueführungsform III, Λ a -durch gekennzeichnet, dass man das Material nach Stufe o) nochmals kaltbearbeitet.

19. Verfahren nach Anspruch 1, Ausführungsform IV, dadurch gekennzeichnet, dass man fin« Legierung einsetzt, die zusätzlich 0,01 - 0,5 ^ Zink, Phosphor, Silicium, Mangan, Aluminium oder Zinn oder Gemische davon enthält,

20· Verfahren nach Anspruch 1, Ausführungsform IV₉ dadurch gekennzeichnet, dass man das Material nach der Stufe b) in einer Geschwindigkeit von wenige:? als 200⁰G /Stunde auf mindestens 35O⁰C abkühlt.

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21. Verfahren nach /innpruch l_f AuofUhrungoform V» d a *» durch β e k e η η a ο i c h η e ΐ·, dass man die Stufen h] und c) vor don Stufen d) und θ) wiederholt.

22. Verfahren nach Anspruch 1, Ausführungsform V» dadurch gekennzeichnet, dass man das Material in Stufe e) mindestens 3 Stunden glüht.

23. Verfahren nach Anspruch I₉ Ausführungsform VI₉ dadurch gekennzeichnet, dass man das Material

ο in Stufe a) bei einer Temperatur von 875 - 975 C hält.

24 c. Verfahren nach Anspruch I₈ Ausführuneisform VI₉ dadurch gekennzeichnet, dass man das Material in Stufe b) mindestens 3 Stunden hält.

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